TiNi合金是目前形狀記憶合金中研究最全面、記憶性能最好的合金材料，由于其具有優(yōu)異的形狀記憶效應(yīng)與超彈性、高阻尼性、高耐腐蝕性、良好的生物相容性等特點(diǎn)，成為備受關(guān)注的新型功能材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械電子、生物醫(yī)療、橋梁建筑、汽車工業(yè)及日常生活等多個(gè)領(lǐng)域。然而TiNi合金的高熔點(diǎn)、高活性、傳統(tǒng)機(jī)加工復(fù)雜且性能差嚴(yán)重制約了合金的性能提高和進(jìn)一步應(yīng)用推廣。
球形TiNi合金粉末是3D打印TiNi合金結(jié)構(gòu)件的原材料，也是該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵突破點(diǎn)。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)常見的TiNi合金粉末形狀不規(guī)則、夾雜嚴(yán)重，很難滿足3D打印對(duì)粉末原材料高純度、高流動(dòng)性、高球形度的要求。
中航邁特研發(fā)3D打印TiNi記憶合金粉末材料，可以看出，粉末顆粒形狀呈球形或近球形，顆粒之間基本無粘連且衛(wèi)星顆粒極少。由于氣霧化過程冷卻速率高，制備出粉末的組織均勻。
△ 電極感應(yīng)氣霧化制備TiNi合金粉末SEM圖.(a)粉末形貌;(b)單個(gè)顆粒粉末形貌
下圖為電極感應(yīng)氣霧化制備球形TiNi合金粉末的X射線衍射圖譜，從圖中可以看出，合金粉末均為TiNi相(B2有序相)。這表明電極感應(yīng)霧化制備的TiNi合金粉末潔凈度高，并且成分均一。經(jīng)氣體含量檢測(cè)，15-53μmTiNi粉末的氧含量為371ppm，氮含量為35ppm。
△TiNi合金粉末XRD衍射圖譜
在成功制備出高球形、高潔凈度、組織成分均勻的合金粉末基礎(chǔ)上，研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步優(yōu)化TiNi合金粉末霧化工藝，提高粉末綜合性能，實(shí)現(xiàn)量化生產(chǎn)，在滿足國(guó)內(nèi)需求同時(shí)出口歐美。在高端鈦基粉末材料研發(fā)和應(yīng)用方面，可以與歐美企業(yè)同臺(tái)競(jìng)技。
該型球形TiNi合金粉末同時(shí)適用于3D打印送粉工藝和鋪粉工藝，使3D打印個(gè)性化人體介入醫(yī)療器械(如心血管支架、脊柱內(nèi)固定物)制造成為可能。